"식물 스트레스 실시간으로 모니터링"

서울대 연구팀이 나노 입자의 특성을 활용해 식물이 느끼는 스트레스 신호를 실시간으로 읽는 기술을 세계 최초로 개발하는 데 성공했다.

서울대는 농업생명과학대학 바이오소재공학 전공 곽선영 교수와 사범대학 화학교육과 정대홍 교수 융합연구팀이 식물 스트레스를 실시간으로 감지하는 나노센서를 개발했다고 21일 밝혔다.

이 나노센서는 나노 입자의 플라스몬(금속 표면에서 생성되는 유사 입자) 특성을 활용해 다수의 표적 물질을 검출할 수 있고 검출 대상 물질과 상호작용할 수 있도록 설계돼 식물 스트레스 신호 물질의 농도 변화나 이동 등을 실시간으로 모니터링할 수 있다.

유전자증폭(PCR) 진단법보다 훨씬 빠르게 진균병 감염 여부를 판단할 수 있다고 연구팀은 설명했다.



플라스몬 나노 구조체에서 일어나는 변화를 측정하는 기존 표면증강라만산란 분광법(빛이 물질에서 반사될 때 생기는 라만산란 신호가 금속 표면에서 106∼108배 이상 증폭되는 현상을 이용한 검사법)은 측정 감도가 높지만 식물 체내에서는 엽록소에 의한 형광 신호의 방해를 받아 실시간 표적 물질을 측정하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 식물체 내 형광 간섭을 피할 수 있는 근적외선 영역에서 광학적으로 활성화되는 플라스몬 나노센서를 개발해 기존 검사법의 단점을 보완했다.

연구팀은 주요 작물인 밀·보리·물냉이에 나노센서를 적용한 데 이어 다양한 작물로 확장 적용을 시도하고 있다.

곽 교수는 “식물 스트레스 실시간 모니터링으로 작물 생산성을 높이고 방제제 남용을 줄여 지속 가능한 농업에 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이 기술은 15일 국제 학술지 네이처 나노테크놀로지에 소개됐다.